N型PERT雙面太陽能電池及其產業化進展

近年來，N型硅太陽電池由于其優越的性能，包括高的體壽命、對金屬雜質高的容忍度以及沒有P型材料中由于硼氧（B-O）復合體所造成的光致衰減（LID）[1-3]效應，越來越受產業界的關注。最新的光伏國際技術路線圖2015[4]中顯示，到2020之前，預測可實現低成本批產均勻效率大于23%的均為N型電池；到2021年，N型電池市場占有率將超過30%，而nPERT雙面電池的高發電性能正在引起很多一流制造廠商和市場的密切關注。

PERT（PassivatedEmitter，RearTotally-diffusedcell），鈍化發射極背表面全擴散電池，是一種典型的雙面電池。雙面太陽電池是指硅片的正面和反面都可以接受光照并能出現光生電壓和電流的太陽電池，這種電池可以用P型硅片制造，也可以用N型硅片制造。nPERT雙面電池基本工藝流程為：（1）雙面制絨（2）上表面擴散硼制成P+N結（3）背面擴散磷制成N+N結（4）雙面鈍化薄膜（5）雙面金屬化，結構示意圖如圖1所示。

圖1nPERT電池結構示意圖

N-PERT雙面電池技術特點

nPERT雙面電池采用N型硅作襯底，具有少子壽命高、無光致衰減等優勢。常規P型電池由于使用硼摻雜的硅襯底，長時間光照后易形成硼氧鍵，在基體中捕獲電子形成復合中心，導致3~4%的功率衰減；而nPERT電池使用N型硅襯底，磷摻雜的基體使得電池幾乎無光致衰減。我們對nPERT電池進行了光衰試驗驗證，如表1結果所示，光照60h后效率衰減僅0.11%，無光致衰減的特點能有效保證系統端的功率輸出和發電量。

表1nPERT光衰試驗結果

通過EQE探測結果可知（如圖2），相比于P型常規電池，nPERT電池具有更好的長波應和，可將更多長波長的光吸收，尤其是制備成雙玻組件后背面可更高效率的吸收反射光和散射光。

圖2nPERT電池與常規P型電池EQE比對

N-PERT雙面電池包件技術優點

雙玻光伏組件就是指由兩片玻璃和太陽能電池片組成復合層，電池片之間由導線串、并聯匯集到引線端所形成的光伏電池包件，組件結構示意圖如下：

圖3雙玻組件結構示意圖

2013年以來，隨著國內外前期投資的光伏電站的陸續并網發電并運行一段時間后，國內外電站的質量問題時有出現。由于某些有機材料的壽命較短、耐候性較差，光伏組件中的EVA膠膜和背板的質量開始被高度關注，水汽穿透背板導致劣質EVA樹脂快速降解有密切的關系，EVA樹脂遇水即開始緩慢分析，其分析產物含醋酸，醋酸腐蝕光伏電池上的銀柵線、匯流帶等，使組件的發電效率逐年下降。為了規避這一問題，雙玻組件為高品質光伏電站的較為理想的處理辦法之一，但雙玻組件的電池片間漏光導致組件功率損失較大，組件正面功率相比常規背板偏低；同時，無框雙玻組件對封裝材料和封裝工藝要求較高。

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